Guerra Submarina #060

Baseado no blog Poder Naval

O submarino é um navio de guerra capaz de operar operar independentemente do restante de frota e em condição de total anonimato, não necessita de cobertura aérea e detectar sua presença tem se tornado cada vez mais difícil a medidas que a tecnologia evolui.

Submerso na imensidão dos oceanos, a simples possibilidade de sua presença é capaz de segurar frotas inteiras em seus portos, fato demonstrado no conflito das Falklands/Malvinas quando os submersíveis britânicos dissuadiram os marinheiros argentinos de levantar âncora e distanciar-se de suas bases. Quando o fizeram com seu velho cruzador ARA Gal. Belgrano, experimentaram a dura realidade imposta por estas temíveis máquinas de guerra, protagonizada pelo HMS Conqueror que lançou 3 de seus torpedos e logrou o impacto de dois deles.

Navegando a baixa velocidade e em total silêncio, um submarino moderno é muitíssimo difícil de ser detectado, sendo os adversários mais mortais e temidos pelos comandantes navais das unidades de superfície. Abaixo da superfície do mar, onde as ondas de radar são ineficazes e os satélites não são capazes de ver, somente os dispositivo acústicos em contato íntimo com o mar se mostram viáveis na busca e combate a estas ameaças.  Dispositivos de localização magnética (MAD) também são usados nesta busca, porém não são adequados a localização precisa dos submersíveis.

Condição Tática de um Submarino

O submarino (SSK) necessita de ar atmosférico para fazer girar seus motores diesel, que os usa quando navegando na superfície ou próximo a ela. Quando em funcionamento, estes motores diesel são usados a fim carregar as potentes baterias usadas para alimentar os silenciosos motores elétricos usados na propulsão submersa.

O principal trunfo tático de um submarino é a capacidade de operar submerso e longe das vistas inimigas, sendo denunciado pelos sons que emite. A chave de sua sobrevivência em combate se faz pela capacidade de se manter silencioso, através de tecnologias que minimizem vibrações e ruídos diversos, disciplina da tripulação quanto a emissões sonoras, disciplina tática com motores a baixa velocidade e outros procedimentos que evitem as emissões sonoras.

Navegando dessa forma e escutando o que acontece ao seu redor, o submarino pode se aproximar a distância suficiente de seus alvos para disparar seus torpedos com eficiência e letalidade, sem ser notado, fazendo-se uma arma temida e perigosa. Cabe ressaltar que para disparar suas armas o submarino deverá obter as soluções de tiro através de sonar ativo, revelando-se nos últimos momentos antes do disparo.

Os submarinos de propulsão nuclear (SSN) não necessitam de ar atmosférico, pois prescindem de motores diesel para alimentar suas baterias. Estas mantêm-se carregadas por ação de seu reator que é uma fonte "inesgotável" de energia, produzindo-a incessantemente por anos, sem necessidade de reabastecimento. Esta característica permite a estes submarinos manterem-se submersos por longos períodos, só vindo a superfície para reabastecimento de víveres e atividades de manutenção junto a suas bases, momento em que se tornam mais vulneráveis. esta característica lhes dá grande vantagem sobre os modelos diesel-elétricos que prescindem de vir a superfície ou próximo a ela para recompor suas baterias e estoques de ar. A energia produzida pelo reator permite ao submarino, além de propulsão, a produção de ar e água potável em submersão.

Os submarinos não nucleares (SSK), apesar de terem que se mostrar mais que seus similares nucleares (SSN), tendem a ser mais silenciosos e difíceis de localizar em submersão. São muito eficazes mais próximos a costa e operam com igual desempenho e letalidade.

Quando em submersão, um submarino seja ele nuclear ou não, só pode comunicar-se com outros navios através de ondas eletromagnéticas de baixíssima frequencia (VLF e ELF) a curta distância, e para manter contato com sua base via satélite ou usar ondas de rádios de maior qualidade a maiores distâncias, bem como para enlaces digitais, deve vir a profundidade de periscópio (cerca de 18 metros) e "subir" suas antenas, através de uma boia rebocada que restringe a agilidade do navio e o expoem a detecção por radar. Outra forma de comunicação submarina é através de ondas sonoras captadas pelo sonar, este modo porém tem mão única e só valor para receber mensagens e não para transmiti-las. Os norte-americanos estão introduzindo o sistema "Deep Siren" que permite comunicações a qualquer tempo e grande flexibilidade operacional.

Missões da arma submarina

Os submarinos modernos desempenham uma ampla gama de missões, valendo-se de sua característica-mor que é a furtividade. Operando na maioria das vezes independente do restante da frota, eles proporcionam poder superior a todas as marinha que os possuem, sendo um eficaz multiplicador de poder de combate.

Sua missão mais tradicional é a de "Hunter Killer", consagrada na Segunda Guerra Mundial pelos U-boots alemães que assediavam os comboios logísticos dos aliados. Neta forma de combate os submarinos navegam próximos a prováveis rotas de mercantes ou em áreas onde podem estar as frotas inimigas, impondo-lhe uma guerra de guerrilha, acompanhando, atirando e evadindo-se antes de ser retalhado.

Conduzem operações de alerta antecipado, vigilância, reconhecimento e espionagem de frotas inimigas, seja em tempos de paz ou guerra, coletando informações visuais via periscópio, ou eletrônicas captando transmissões eletromagnéticas e acústicas próximos estas. 

Podem operar missões de minagem de portos e de proteção de campos minados, impedindo sua limpeza. Alguns submarinos são equipados com mísseis de cruzeiro e antinavio, o que lhes permite efetuar missões de bombardeio estratégico contra alvos em terra, como bases aéreas e portos, e mesmo no mar contra navios muito distantes.

Missões da arma submarina

Os submarinos modernos desempenham uma ampla gama de missões, valendo-se de sua característica-mor que é a furtividade. Operando na maioria das vezes independente do restante da frota, eles proporcionam poder superior a todas as marinha que os possuem, sendo um eficaz multiplicador de poder de combate.

Sua missão mais tradicional é a de "Hunter Killer", consagrada na Segunda Guerra Mundial pelos U-boots alemães que assediavam os comboios logísticos dos aliados. Nesta forma de combate os submarinos navegam próximos a prováveis rotas de mercantes ou em áreas onde podem estar as frotas inimigas, impondo-lhe uma guerra de guerrilha, acompanhando, atirando e evadindo-se antes de ser retalhado.

Conduzem operações de alerta antecipado, vigilância, reconhecimento e espionagem de frotas inimigas, seja em tempos de paz ou guerra, coletando informações visuais via periscópio, ou eletrônicas captando transmissões eletromagnéticas e acústicas próximos estas. 

Podem operar missões de minagem de portos e de proteção de campos minados, impedindo sua limpeza. Alguns submarinos são equipados com mísseis de cruzeiro e antinavio, o que lhes permite efetuar missões de bombardeio estratégico contra alvos em terra, como bases aéreas e portos, e mesmo no mar contra navios muito distantes.

Submarinos especialmente construídos (SSBN) operam com mísseis balísticos com ogivas nucleares, constituindo-se em reserva de bombardeio estratégico nuclear aos que os possuem. São um arma de extremo poder e letalidade, virtualmente impossíveis de serem interceptados, e extremamente temidos e caros. Estes modelos, apesar de possuírem tal capacidade, esquivam-se das missões tradicionais dos demais submarinos, uma vez que seu foco é outro não devem colocar-se em riscos desnecessários.

Posicionados a algumas dezenas de quilômetros ao redor de uma frota, o submarino pode atuar como barreira antisubmarina, fornecendo cobertura a frota ou a comboios contra a ameaça de "hunters-Killers" inimigos.

Outras missões podem ser desempenhadas como a infiltração e exfiltração de mergulhadores de combate e outras forças especiais, resgate submarino e de superfície, vigilância costeira pelo uso do periscópio, missão essa que deve levar em conta a capacidade ASW inimiga, pois tem que se expor em demasia; monitoramento de tráfego e avaliação de danos em combate. 

Durante o conflito de 1982 no Atlântico Sul os SSN britânicos desempenharam com total êxito a missão de bloqueio naval e isolamento do teatro de operações das Falklands/Malvinas, mantendo os navios argentinos em suas bases ou próximos a costa. 

Outra missão submarina é a escolta de SSBNs, esta desempenhada pelos SSNs, durantes as vulneráveis saídas de suas bases. Os SSNs certificam-se que todo o espaço naval a frente está livre de SS inimigos em vigília a espera dos valiosos SSBNs. Outra tática usada durante a guerra fria era a de sair a alta velocidade forçando o inimigo a segui-lo.

Os Sensores Submarinos

Um submarino opera em um ambiente totalmente inapropriado a propagação da luz e demais ondas eletromagnéticas, que tem seu desempenho em muito prejudicado neste meio. As comunicações rádio se dão por ondas de baixíssima frequência (VLF e ELF), sensores óticos e eletroóticos são ineficientes, assim como o radar e demais sensores MAGE.

Nesse meio de alta densidade quem reina absoluta são as ondas sonoras. Qualquer ruído, por menor que seja pode se propagar por grandes distâncias, e ser captado por sensores competentes. O sensor-mor de todo submarino é o seu sonar passivo, quem tem o dobro do alcance do sonar ativo, vital a sua operação e sem o qual este fica as cegas. Como um submarino em deslocamento também emite seus ruídos, por menores que sejam, sua velocidade operacional não deve passar de 5 ou 10 nós sob pena do ruído das hélices e da água passando pelo casco mascararem o ruído dos alvos. Estes receptores de sonar são montados na proa, nas laterais e no sonar rebocado e seus dados integrados digitalmente nos submarinos modernos, e mostrados em um display em cascata.

As trilhas mais brilhantes representam os alvos e as mais escuras o ruído de fundo. Quando o submarino aumenta a velocidade as trilhas escuras ficam brilhantes e a acuidade do sonar se perde.

A variação de temperatura da água do mar influi diretamente na qualidade do sinal captado pelos sonares. A salinidade e a pressão também afetam este sinal de forma secundária. Na superfície a água é mais quente e a medida que a profundidade aumente a temperatura tende a diminuir. O som tende a curvar-se para o meios mais densos (menor temperatura), ao que os submarinistas chamam de "gradiente de velocidade do som" ou "gradiente térmico". Quando um submarino quer desaparecer ele oculta-se abaixo dessa camada termal e aqueles que estão acima (outros submarinos, navios e aeronaves) não conseguem escutá-los, ao mesmo tempo que ele próprio fica sem saber o que se passa acima, a não ser na vertical onde o som penetra em ângulo altos. Subindo periodicamente o submarino pode manter-se "ligado" na situação tática, sempre voltando a segurança das profundezas.

O sonar passivo, no entanto, sabe apenas a direção do contato, não sendo capaz de determinar a sua distância. Esta distância é obtida através da comparação de várias medições através da aplicação de técnicas de triangulação.

Eventualmente os noticiários anunciam a colisão entre submersíveis como a ocorrida em fevereiro de 2009 entre um britânico e um francês no Atlântico Norte. É fácil de compreender tal fato pois supondo que estivessem navegando muito lentamente (baixa energia) e muito próximos, quando perceberam um ao outro não houve tempo para determinar distâncias (sonar passivo) nem energia para manobras evasivas, afinal um submarino, ainda mais um SSBN, não é um caça. Se o sonar conseguir determinar a velocidade do alvo poderá estimar com certa precisão sua distância e curso. 

O sonar passivo possui outros componentes muito importantes: o sonar de banda estreita e o DEMON (demodulated noise). O sonar de banda estreita é capaz de separar os sinais em frequências mais discretas, permitindo que sejam comparadas com sinais armazenados na memória e descobrir a classe a qual o contato pertence ("impressão digital do contato"), e até mesmo o navio em particular se houverem dados suficientes. Abastecer estes banco de dados em tempos de paz é uma das funções permanentes dos submarinos. O DEMON permite saber quantas pás tem os hélices do alvo e o número de rotações por minuto executa, determinando dessa forma sua velocidade.

O segundo sensor mais importante é o sonar ativo, que nada mais é que um sonar passivo dotado de um emissor de sinais. Funciona como um radar, só que em vez de ondas de rádio emite pulsos sônicos, que ecoam no alvo e retornam para serem captados pelo hidrofones. Sabendo-se o tempo de retorno do "ping" do sonar calcula-se com precisão relativa a distância do alvo e as soluções de tiro para as armas (torpedos) do submarino. Precisão absoluta não é possível devido a variação dos fatores já mencionados como temperatura, salinidade e pressão. O uso do sonar ativo denuncia a presença do submarino e deve ser avaliado com cuidado.

O som se propaga na água a a 1438 m/s a temperatura de 8 graus Celcius, 4,4 vezes mais que no ar. Esta velocidade varia com temperatura e ao atravessar diferentes camadas com diferentes temperatura o som é desviado, e a este fenômeno chama-se de refração. Sua tendência é sempre seguir para as camadas mais densas. Durante o verão a temperatura diminiu com a profundidade e o som tende a ir para o fundo. um submarino perto da superfície pode não ser detectado por um navio de superfície usando seu sonar ativo.Durante o inverno o fundo tende a ser mais quente e o som muda de direção, tornando a superfície mais perigosa para um submarino alvejado pelo sonar ativo. Nesta condição o alcance do sonar tende a ser maior.

Existem camadas denominadas termoclinas onde a temperatura é maior que a camada imediatamente acima e tem uma camada de água mais fria abaixo dela. Nesta condição a onda sonora se curva rapidamente para o fundo e se perde. Um submarino que estiver dentro ou abaixo desta "zona de sombra" não será "iluminado" e permanecerá incógnito. 

Existem normalmente duas camadas de termoclinas no verão. Uma camada fica a cerca de 15 a 20 metros de profundidade, e uma outra em torno de 150 metros de profundidade. A de profundidade de 15 a 20 metros é importante, porque durante o verão, à tarde, se as condições climáticas são boas, um submarino não pode ser detectado por um sonar de casco de navio.  Ao mesmo tempo, essa profundidade é boa para observação e lançamento de torpedos. Se um navio de superfície pretende detectar um submarino, ele terá de ser equipado com sonar rebocado de profundidade variável (VDS). Nesse caso, o sonar deve ser mergulhado abaixo da termoclina.

O mar é um ambiente dinâmico, principalmente com os navios em movimento e as camadas termais podem mudar de profundidade, alterando a curva de alcance do sonar. Essas curvas de alcance são computadas com dados obtidos no lançamento de sondas batitermográficas (XBT), que vão mergulhando e transferindo para o navio ou aeronave, a localização das camadas termais naquele momento, a pressão da água, salinidade, dados esses que permitem obter a velocidade do som em dada profundidade. Essas sondas são lançadas periodicamente. Como os submarinos também possuem estas sondas elas sabem ondem ficam estas camadas.

Os submarinos sabem com antecedência a localização dos navios de superfícies pois seus sonares passivos possuem alcances muito maiores que os ativos das naves de superfície. Isso lhes dá enorme vantagem tática pois permite-lhes posicionar-se com antecedência e atacar na hora mais conveniente. O alcance de detecção dos submarinos gira, dependendo das condições locais em torno de 50 MN e dos navios de superfície (sonar ativo) em torno de 10 MN. Os sonares de HF dos helicópteros tem alcances ainda menores.

Para enfrentar este problemas as naves de superfície utilizam-se dos sonares de profundidade variável (VDS). Estes podem ser mergulhados dentro das camadas que o submarinos está. Devido ao seu pequeno tamanho tem de operar em HF e tem alcance reduzido. este sonar limita a velocidade e capacidade de manobra do navio, que pode ter o cabo arrebentado e perder o "peixe".

Outro sensor utilizado pelos submarinos é o periscópio. que se constituem em ferramentas sofisticadas de observação visual. Os modelos modernos possuem capacidade IR, Laser e TV. Com este equipamento é possível identificar contatos feitos pelo sonar , operar missões de inteligência de dia ou noite com a gravação de imagens digitais. Possuem recursos optrônicos permitindo alcances muito além dos periscópios óticos mais antigos, alguns sendo capazes de rastreamento automático de alvos, inclusive aéreos. São dotados de antenas RWR sabendo de antemão se algum radar os ilumina, possibilitando o recolhimento do mastro antes que o inimigo o detecte. Possuem ainda sensores MAGE para a guerra eletrônica, telemetros laser, GPS 

Existem basicamente dois tipos de submarinos no que diz respeito a propulsão, ambos válidos e perigosos, porém com marcantes diferenças operacionais. Os diesel-elétricos (SSK) e os de propulsão nuclear (SSN/SSBN).

Os SSK são naves dotadas de motores diesel que se utilizam de ar atmosférico para funcionarem, e ao rodarem carregam as potentes baterias do submarino, que por sua vez fazem girar os silenciosos propulsores elétricos que movem a hélice propulsora, impulsionando a nave em submersão. Para adquirir o ar atmosférico o submarino deve vir a profundidade de periscópio (+/- 18 metros) a fim de lançar seu snorkel e reabastecer seus tanques, o que o torna vulnerável a detecção pelo inimigo. Outro inconveniente dos SSK é a necessidade de reposição de seus tanques de diesel, momento este que também os faz vulnerável tanto ao ataque, quanto ao seu acompanhamento, pois o inimigo tem como saber onde ele está.

Os SSN são naves dotadas de um reator nuclear para geração de energia. Este reator não precisa ser reabastecido por anos, o que lhe garante uma vantagem tática marcante sobre os SSK. Por produzir energia em abundância este modelo de submersível pode permanecer submerso indefinidamente, pois produz sua própria água e atmosfera de bordo, além de girar seus geradores de energia a força máxima. Suas únicas necessidades de reabastecimento no curto prazo são de víveres para a tripulação e a reposição de seu estoque de armas de bordo. Operam a profundidade superiores aos SSK, tendem a ser mais ruidosos e podem manter velocidade máxima por períodos indefinidos, podendo patrulhar áreas maiores em tempo menor. São significativamente mais caros e necessitam de uma estrutura logistico-tecnológica de grande envergadura.

Uma alternativa a propulsão nuclear são os sistemas AIP (air propulsion independente ou propulsão independente da atmosfera). São sistemas diversos que se utilizam, por exemplo, de células de combustível para gerar energia sem usar ar atmosférico, sendo uma alternativa aos caros sistemas de propulsão nuclear, que prolongam o tempo de submersão das naves com ele equipadas, porém seu desempenho é uma fração destes.

Usando como exemplo o U214, este sistema lhe permite operar por 3 semanas a velocidade de 2 a 6 nós constantemente em mergulho sem usar snorkel, em patrulha totalmente silenciosa. Com suas baterias carregadas pode atingir sua velocidade máxima de 20 nós por várias horas. A velocidades de 6 nós, suas reservas de diesel lhe permitem um alcance de  12.000 MN, 12 semanas de duração.

Armas Submarinas (a complementar)

torpedos

misseis antinavio

misseis balisticos

misseis de cruzeiro

misseis antiaéreos

minas navais

Propulsão Submarina - AIP #059

artigo de Clavis Prophetarum publicado em 06/10/2008

Embora sejam um meio furtivo por essência, os submarinos de propulsão convencional (diesel-elétrica) têm que subir à superfície com regularidade para recarregaram as suas baterias através do recurso a geradores que consomem diesel e ar. Cada minuto que passam à superfície torna-os susceptíveis a serem detectados por aviões de reconhecimento ou por navios de guerra, por isso, é importante que um navio deste tipo permaneça submerso a maior quantidade de tempo possível. Foi para resolver este problema que foram concebidos os sistemas AIP “Air Independent Propulsion” ou “Propulsão Independente do Ar”, sendo que – por alguma razão, o acrónimo que é usado em português é mais o AIP do que o… PIA. De qualquer forma, e passando de raspão a piadinha rasteira, a verdade é que os sistemas AIP têm como objectivo a geração de eletricidade mesmo quando o submarino está submerso, recarregando as baterias do navio, ou assegurando diretamente a propulsão e alimentando os sistemas (bélicos e de manutenção de vida) com energia elétrica.

Um dos sistemas AIP mais usados atualmente são os que usam células de combustível (fuel cells na terminologia anglosaxónica), que consistem em conversores de energia eletroquímica que transformam energia química de um determinado combustível armazenado no submarino e o cruzam com um oxidante, gerando assim eletricidade. Existem pelo menos seis combinações de sistemas de células de combustível, não sendo nenhuma particularmente vantajosa sobre as outras (o que justifica esta amplitude de opções), ainda que uma possa ser mais vantajosa do que outra, em determinadas condições ou requisitos locais.

A propulsão AIP vem responder aquela que é a grande dificuldade dos submarinos de propulsão nuclear: o seu grande custo é proibitivo para qualquer outro país que não tenha grandes recursos financeiros à sua disposição, os EUA, por exemplo, um estudo de 1998 estimava que até então o país tinha gasto 320 biliões de dólares nos seus submarinos nucleares, dos quais 46 biliões em pesquisa, desenvolvimento, testes, fabricação e na operação da propulsão nuclear. Estes custos incluem também toda a pesada estrutura de suporte (fabricação de reactores, manutenção e fabricação e armazenagem de combustível nuclear). É esta escala de necessidades que tem levado a que apenas as grandes potencias nucleares tenham submarinos com este tipo de propulsão… É que não é fácil reunir os 650 milhões de dólares que a Índia (por exemplo) pagou por um “project 971 Shchuka B (NATO codename Akula) em 2004… Por isso, é razoável que se tenham buscado outras formas de equipar submarinos com sistemas de propulsão que – como o nuclear – não precisem de ar para funcionar, e que adicionalmente possam oferecer o mesmo tipo de raio de ação atualmente disponibilizados na propulsão nuclear. É claro que ainda não há nenhum sistema AIP capaz de oferecer características idênticas a um sistema de propulsão nuclear… alguns conseguem durante curtos períodos de tempo oferecer velocidades comparáveis ou capacidades para se manter submerso durante períodos de tempo comparáveis, mas todos enfrentam o problema do espaço limitado dentro de um submarino e as substâncias aqui armazenadas são tóxicas, enquanto que as barras de urânio estão apenas dentro do reactor durante anos, e não em depósitos que são renovados sempre que o submarino é abastecido no porto…

Geralmente, a AIP é uma fonte de propulsão auxiliar, pelo que muitos submarinos que oferecem são também comercializados sem AIP e não há atualmente nenhum submarino que use a AIP em exclusividade, como sucede com os submarinos de propulsão nuclear. De qualquer forma temos também que ter em consideração que um reator nuclear de submarino gera mais de 20 megawatts, havendo mesmo uma nova geração de reatores russos para submarinos que terá mais de 70 megawatts de potencia (ver AQUI). Comparativamente, um sistema AIP não consegue sequer gerar 1 MW, o que explica a lacuna de desempenho comparativo entre os dois sistemas…

Como referimos, não existe um único “sistema AIP”. Atualmente existem quatro sistemas concorrentes.

Motores de Diesel de Circuito Fechado:

Um sistema destes (“closed-cycle diesel” (CCD)) tem um motor diesel convencional que funciona de forma normal na superfície ou com osnorkel (essencialmente um tubo respirador que alimenta com ar o motor diesel do submarino). Quando submerso, os sistemas CCD substituem o ar atmosférico por uma mistura de oxigénio que é conservado liqueifeito a baixas temperaturas em tanques especiais, juntamente com um gás inerte e produtos de exaustão reciclados. Os produtos resultantes da combustão são arrefecidos e separados nos seus componentes com o gás raro (árgon, geralmente) armazendo para reutilização sendo o resto enviado para o mar.

Embora sistemas CCD tenham sido investigados em vários países, só na Alemanha é que na Alemanha, em 1993 se realizou um teste com um AIP CCD, mas até hoje nenhum submarino foi lançado ao mar com um sistema AIP deste tipo. A empresa britânica “Marconi Marine”, comprada entretanto pela BAE Systems está a tentar comercializar um kit de transformação de motores diesel de submarinos convencionais em sistemas AIP CCD. O mercado existente é extenso, havendo só do Type 209, mais de 60 unidades funcionais em 13 países (sendo o Brasil um deles). Essa é precisamente a grande vantagem do CCD: a sua capacidade para ser instalado num submarino de propulsão convencional sem que este tenha que ser radicalmente reconstruído. Apesar disso, ainda não há clientes deste sistema nem nenhuma instalação no horizonte… É que os submarinos transformados ficariam com o seu uso operacional muito mais complexo, requerendo novas e caras instalações de superfície (oxigénio líquido mantido a muito baixas temperaturas, árgon, etc.)

Turbinas a vapor de Ciclo Fechado:

Em França decorrem trabalhos sobre um sistema AIP conhecido localmente como MESMA “Module d’Energie Sous-Marin Autonome”. O MESMA consiste numa turbina convencional alimentada pelo vapor gerado pela combustão de etanol (a partir de trigo) e oxigénio armazenado a uma pressão de 60 atmosferas. O dióxido de carbono gerado por esta combustão é expelido para fora do navio, como no sistema CCD. O MESMA pode teoricamente gerar mais potencia do que qualquer outro sistema AIP a eficiência do sistema é relativamente baixa e o consumo de oxigénio o maior de todos os sistemas semelhantes, o que tem um impacto severo nos submarinos equipados com MESMA. O submarino paquistanês PNS Hamza da classe “Agosta 90B” foi construído de raíz com este sistema e os outros dois submarinos paquistaneses da mesma classe deverão ser transformados para receber também o MESMA, o que significa que qualquer unidade desta classe pode ser transformada de forma a receber este sistema AIP. Além do Paquistão, a Espanha também opera quatro submarinos da mesma classe, pelo que poderia ser um cliente potencial para este upgrade, contudo, como a Espanha tem o seu próprio submarino, o excelente “Scorpene”, também ele capaz de incluir propulsão AIP MESMA, essa possibilidade perde credibilidade… Curiosamente, o fabricante (que com a saída da DCN ficou sendo apenas os estaleiros Navantia espanhóis) afirma que a versão AIP triplica o raio de ação submerso, com uma velocidade de apenas 4 nós e exige um aumento de 76,2 m contra 63,5 m e um aumento da tonelagem de 1870 toneladas a partir de 1590 toneladas, o que dá uma boa medida da escala das transformações exigidas pela instalação do MESMA…

Motores de Ciclo Stirling

No chamado “Ciclo Stirling”, o calor de uma fonte exterior é transferido para para um fluido (geralmente um gás inerte) e submetido a uma série de transformações termodinâmicas. A expansão do gás daqui resultante empurra um pistão e este reenvia-o para uma nova compressão, a qual, finalmente, pode gerar eletricidade. Esta abordagem é tão radical como a do MESMA já que como ela separa os processos de combustão daqueles que convertem o calor em trabalho mecânico e este, por sua vez, em eletricidade. A pressão da combustão é maior do que a da água e isto permite que os produtos se dissolvam na água sem uso de um compressor. Isto permite um grau diferente de controlo dos produtos de exautão e logo, do ruído gerado pelo sistema AIP o que pode ter um reflexo notável da capacidade do inimigo para detectar o navio enquanto submerso.

O AIP Stirling foi testado pela primeira vez em 1989, pela Suécia, pelaKockums, sendo o primeiro sistema deste tipo a ser testado. Por essa razão, este país escandinavo opera atualmente quatro navios deste tipo. O sistema tem a flexibilidade de poder ser instalado num submarino convencional diesel, como prova a sua instalação posterior nos submarinos suecos HMS Södermanland e HMS Östergötland. A instalação implicou a separação dos submarinos em duas metades e a instalação de uma nova secção central, aumentando o comprimento do submarino em 8 metros, um processo complexo e caro… Mas que provou que qualquer submarino diesel em operação no mundo pode receber um sistema AIP Stirling.

O sistema Stirling é o sistema AIP mais provado e testado de todos os sistemas AIP e essa é uma vantagem única que apresenta sobre todas as demais opções AIP a quem quer que esteja a avaliar uma opção para equipar os submarinos da sua Armada.

Sistemas AIP de Células de Combustível

Uma “célula de combustível” é um equipamento de conversão eletro-química que combina hidrogénio e oxigénio de forma a produzir água, eletricidade e calor. O termo é usado frequentemente como uma das soluções para o problema do transporte automóvel sem queima de combustíveis fósseis e é usado em todos os veículos mais ou menos experimentais da atualidade que utilizam o hidrogénio como combustível. Uma aplicação possível desta tecnologia é o AIP dos submarinos estando a haver trabalhos de investigação sobre esta abordagem. A abordagem é especialmente sedutora devido às baixas temperaturas (80 graus centígrados) exigidas e pela escassa emissão de calor.

O seu grande problema reside na armazenagem dos reagentes… O LOX (oxigénio líquido) é comum a outros sistemas AIP (como o Stirling) e pode ser armazendo com relativa facilidade, mas armazenar hidrogénio a altas pressões dentro de um submarino é algo perigoso… Uma solução pode ser conservá-lo em acumuladores de metal hidrido com baixas pressões e á temperatura do mar. Outra, será criar hidrogénio gasoso a partir de um combustível armazenado no submarino, como querosene ou metanol.

A líder mundial nesta tecnologia é a Siemens, a qual colaborou com os famosos estaleiros alemães Howaldtswerke Deutsche Werft (HDW) e com os italianos da para Fincantieri para desenvolver os submarinos U 212. Estes submarinos AIP, como o português Tridente têm nove células de combustível em série de 34 kilowatts cada, produzindo um total de 300 kilowatts. O sistema oferece 14 dias de navegação submersa a 8 nós. Uma nova geração do sistema, incluída nos submarinos U 214, é ainda mais potente.

Sabe-se que a Rússia e o Canadá também trabalham em sistemas AIP de células de combustível, mas ainda não têm submarinos funcionais com essa tecnologia.

Vantagens de um sistema AIP:

1. Requer espaço de instalação e armazenagem extenso no necessariamente reduzido casco do submarino

2. Mais barato de desenvolver, manter e construir que um sistema nuclear

3. A infraestrutura de suporte necessária é muito menos pesada do que a exigida pelos sistemas nucleares

4. Alguns sistemas AIP podem ser instalados em submarinos já em funções pela simples adição de uma secção ao casco.

5. Permite que um submarino equipado com AIP permaneça mais tempo submerso que um submarino de propulsão convencional

6. Os sistemas AIP emitem baixas vibrações (especialmente o Stirling) e são muito silenciosos apresentando também assinaturas infra-vermelhas muito baixas. Exatamente como os submarinos de propulsão nuclear.

Desvantagens de um sistema AIP:

1. As velocidades alcançadas são inferiores às dos submarinos equipados do propulsão nuclear, porque a potencia gerada é várias vezes inferior ao de um sistema de propulsão nuclear (1 para 70, nalguns casos)

2. A capacidade para se manter submerso durante longos períodos de tempo è inferior às dos submarinos equipados do propulsão nuclear

3. O combustível e o oxidante dos contentores que abastecem o sistema AIP são muito tóxicos (oxigénio líquido e hidrogénio peróxido)

4. No caso do AIP CCD, o submarino transformado é um sistema muito mais complexo e difícil de manter que a propulsão diesel convencional, e exige também instalações logísticas muito mais caras e complexas para armazenar o oxigénio líquido e o árgon.

Comparando umas e outras vemos que temos um sistema mais antigo e provavelmente mais fiável que é o sueco Stirling e um outro que parece ser o caminho de futuro para a propulsão AIP, que é o das células de combustível (hidrogénio) que equipam os novos submarinos da Armada portuguesa… Os outros sistemas são promissores e apresentam vantagens… Mas se tivesse que optar por um sistema AIP… Escolheria o dos U 209. Fica imensamente mais barato do que desenvolver (e construir) um submarino a propulsão nuclear, garante algumas das suas características (furtiva, operação submerso e parte da velocidade) e parece ter mais espaço para desenvolvimentos do que qualquer outra alternativa AIP atualmente conhecida.

Deep Siren - Comunicação Submarina 058

do blog Poder Naval postado em dezembro de 2008 por Alexandre Galante.

A Marinha dos EUA está considerando uma nova tecnologia que permitirá às bases de terra se comunicarem com  submarinos, com um mínimo de interferência nas operações e reduzido risco de detecção por inimigos. Os militares esperam que a nova tecnologia de comunicação tática, conhecida como Deep Siren, permita aos comandantes de frota em qualquer lugar do mundo, comunicar-se instantaneamente com seus submarinos, que estejam em qualquer profundidade ou velocidade.

Atualmente, os submarinos  só podem ser contactados se iniciarem a comunicação em intervalos de tempo pré-programados, quando navegam à profundidade periscópica, o que é perigoso se os mesmos estiverem em águas hostis. O intervalo de tempo em que os submarinos ficam incomunicáveis, limita a capacidade de ação dos submarinos em situações nas quais o comando deseja uma mudança de planos imediata.

Mensagens para submarinos são normalmente emitidas por centros de comunicação navais em terra, num intervalo fixo de tempo – oito horas ou mais. Para um submarino receber estas mensagens de rádio-frequência ou satélite, é necessário que este interrompa a missão dentro desse período de tempo e navegue na “profundidade de periscópio” – cerca de 60 pés (18 metros) abaixo da superfície. Durante este tempo, o submarino fica mais vulnerável à detecção e mais limitado na sua capacidade para desempenhar sua missão.

Uma vez na profundidade de periscópio, os submarino reboca uma bóia com uma antena de comunicação, o que restringe a agilidade do navio.

O Deep Siren, por sua vez, foi projetado para utilizar bóias acústicas descartáveis, que, através de comunicações por satélite, podem enviar e receber mensagens de e para submarinos submersos em qualquer profundidade, a distâncias de até 175 milhas (240 km), dependendo das condições acústicas de propagação.

As bóias do Deep Siren recebem os sinais de rádio frequência e os convertem em sinais acústicos, que penetram na água e são recebidos pelo sistema sonar do submarino. Estes sinais acústicos são então convertidos a bordo do submarino em mensagens de texto, com o receptor do Deep Siren. O sistema também inclui uma estação portátil transmissora que pode estar em terra ou a bordo de um navio ou avião, permitindo que uma bóia seja chamada de qualquer lugar do mundo.

As bóias são lançadas pela unidade de eliminação de lixo do submarino, têm cinco polegadas (12,7 cm) de diâmetro e cerca de 3,5 pés (um metro) de comprimento, com antenas que recebem sinais de uma constelação de satélites de comunicação Iridium. As bóias são concebidas para permanecer à tona durante um período máximo de três dias. Desta forma, o submarino pode definir suas próprias redes acústicas de comunicação, sem a necessidade de rebocar uma antena.

O Deep Siren está sendo desenvolvido pela Raytheon americana, em conjunto com a  RRK Technologies, Ltd., de Glasgow, Escócia, e a Ultra Electronics 

Leopard 1 A5 x Leopard 2 A4 057

Apesar de não ser objetivo deste blog divulgar as características deste ou daquele equipamento, postamos o artigo que segue do Capitão de Cavalaria Daniel Bernardi Annes publicado na Revista Ação de Choque / N°09  do CI Bld - Centro de Instrução de Blindados "General Walter Pires" - Santa Maria/RS, por seu conteúdo elucidativo entre diferentes gerações de carros de combate, bem como das características gerais destes.

O projeto do Leopard começou na Alemanha em novembro de 1956. O veículo deveria ser leve, resistir a tiros rápidos de 20mm e ter proteção contra agentes químicos e biológicos

A mobilidade teve prioridade em relação ao poder de fogo e a blindagem, considerando-se as modernas armas anti-carro. A empresa alemã Krauss-Maffei Wegmann (KMW) fez as primeiras Intregas em 1965 e diversos países europeus adquiriram o veículo.

  

No início da década de 80, o exército alemão dispunha de aproximadamente 1200 Leopard 1 A1A1, que apresentavam acentuada defasagem tecnológica depois da entrada em serviço do Leopard 2. Assim, para adequar-se à nova demanda, estes CC receberam o sistema de controle de fogo EMES da nova versão, além de outras modificações, que originaram o Leopard 1A5, a versão mais moderna da família 1.

  

Desde 1990, o Leopard 1 vem gradualmente sendo empregado em funções secundárias na maioria dos exércitos, mas o Brasil, este ano, está recebendo 220 unidades repotencializadas e batizadas de VBC Leopard 1 A5 BR. O Leopard 2, por sua vez, é um carro de combate desenvolvido no início dos anos 70. Entrou em serviço no ano de 1979 e substituiu os Leopard da família 1.

  

O Leopard 2 A4 é o mais numeroso de todos os carros de combate da família Leopard, pois praticamente todos os carros das versões anteriores (A1, A2 e A3) foram convertidos para a versão A4. Vários países europeus optaram por este carro de combate, especialmente pela sua comprovada resistência e confiabilidade mecânica. Na América do Sul, o Chile adquiriu em 2007, 132 unidades do também rebatizado Leopard 2 A4 CHL.

  

 CARACTERÍSTICAS

  

 Depois do breve histórico das VBC a serem estudadas, para iniciarmos a presente análise, recorreremos às características principais de um carro de combate, aquelas que lhe conferem a ação de choque. Ação de choque é o efeito resultante da associação entre a mobilidade e a potência de fogo, reforçada pela proteção blindada. Traduz-se no impacto físico e psicológico exercido sobre o inimigo, mediante fogos diretos potentes, desencadeados a distâncias curtas.

  

PROTEÇÃO BLINDADA

  

O grau de proteção proporcionada pela blindagem é um fator de sobrevivência nos campos de batalha. Normalmente, a proteção convencional de aço é capaz de impedir danos causados por projetis de metralhadoras, pequenos canhões e granadas alto-explosivas de artilharia. Para proteção contra munição especializada anti-carro, um considerável reforço na blindagem torna-se necessário, envolvendo considerável aumento de peso.

  

O Leopard 1 A5 possui blindagem de 70mm na parte frontal e 35mm nas laterais, além de uma blindagem adicional espaçada de 5mm, contra munição de carga oca, nas laterais e na torre. O Leopard 2 A4 possui de 700 a 1000mm de blindagem na parte frontal, 200mm nas laterais, além de uma proteção adicional para o motorista, com cerca de 150mm. O aspecto proteção blindada é uma das grandes diferenças entre as versões comparadas, pois o 2 A4 possui cerca de dez vezes mais blindagem.

 MOBILIDADE

  

A despeito de todas as medidas de proteção, o fator que garantirá à VBC maior capacidade de sobrevivência é a sua mobilidade, ou seja, a capacidade de ultrapassar obstáculos, realizar manobras rápidas e atingir maiores velocidades em terreno desfavorável.

  

O Leopard 1 A5 é dotado de um motor de 830hp, que lhe confere uma relação peso/potência de 20hp/ton, lhe permitindo atingir velocidades de 45Km/h em terreno desfavorável e até 65Km/h em estradas.

  

 O Leopard 2 A4 possui um motor de 1500hp, que proporciona uma relação peso/potência de 27hp/ton, lhe permitindo atingir velocidades de 55Km/h em terreno desfavorável e até 72 Km/h em estradas, velocidades estas significativamente maiores que do nosso exemplar.

  

Além disso, apesar de mais pesado, o Leopard 2 A4 possui uma reduzida pressão sobre o solo, 0,85Kg/cm2, menor do que o Leopard 1 A5, que é de 0,86 Kg/cm2, o que favorece a maneabilidade, em especial nas operações em terreno pouco firme. Em contra partida, a necessidade de empregar as estradas e pontes existentes é um dos óbices do 2 A4, que pesa 55,1ton contra as 42,4ton do 1 A5. No aspecto mobilidade, o 2 A4 possui vantagem devido a sua maior relação peso/potência e menor pressão sobre o solo, porém, seu peso maior acarreta em sérios problemas de trafegabilidade, principalmente em estradas não pavimentadas e pontes.

  

PODER DE FOGO

  

O desempenho de um CC é diretamente proporcional ao seu calibre, à cadência de tiro, à capacidade do seu sistema de controle de fogo e à sua capacidade de busca, aquisição e transferência de objetivos.

  

O Leopard 1 A5 é dotado de um canhão de 105mm, raiado, modelo L7 A3 da Royal Ordnance, britânica. A versão 2 A4 possui um canhão L44 Rheinmetall alemão de 120mm e com alma lisa que dispara munição desencartuchada.

O canhão de alma lisa do 2 A4 é menos preciso que o raiado do 1 A5 e sua munição é mais cara que a convencional. Em contra partida, tem maior poder de penetração e a capacidade de disparar, segundo o manual do fabricante, a 5500m, enquanto o 1 A5 o faz a 4000m. Na prática, estas distâncias não puderam ser confirmadas. Os impactos ao primeiro disparo mais longos realizados pelo autor foram de aproximadamente 4000m com o 2 A4 e de 2500m com o 1 A5.

  

O fato de o 2 A4 utilizar munição desencartuchada afeta positivamente sua cadência de tiro, pois, além de auxiliar na limpeza do canhão, permite a execução de vários disparos sem a necessidade de esvaziar o cesto do armamento, atividade esta que deve ser realizada a cada 3 ou 4 tiros, com o 1 A5.

  

Ainda sobre aspectos que influenciam na cadência de tiro, o Leopard 2 A4 utiliza munição de 120mm, que é mais pesada que a munição 105mm, dificultando a recarga.

  

Possui um bunker para o armazenamento da munição, com capacidade para 15 tiros, este proporciona segurança à tripulação, mas acarreta no aumento do tempo de recarga.

  

Além disso, o canhão 120mm do 2 A4, após o disparo, corta a estabilização automaticamente e toma a posição de carregamento, que pode ser regulada de acordo com o biótipo do Aux Atdr a fim de facilitar o carregamento, principalmente quando o CC está em movimento. A entrada em posição de carregamento também aumenta o tempo de recarga, diminuindo, consequentemente a cadência de tiro.

  

Sobre o sistema de controle de fogo, o EMES 18 do Leopard 1 A5 é uma cópia do EMES 15 da versão 2 A4. As diferenças são: a configuração das caixas, que no Leopard 2 A4 encontram-se melhor distribuídas, facilitando a operação e o fato de que o Leopard 1 A5 não possui o compensador de movimento próprio.

  

Este recurso, ainda que não afete significativamente na técnica de tiro ou no tempo de engajamento, torna desnecessário o uso da taquimetria quando o alvo está parado, compensando o movimento próprio até 10s ou 170m.

  

Outra distinção no sistema de controle de fogo é o Painel de Controle do Comandante, que só aparece na versão 2 A4. Não influencia diretamente na execução do tiro propriamente dito, mas armazena os dados do último disparo, tornando-se uma ferramenta importantíssima na identificação de possíveis falhas ou erros na técnica de tiro, além de permitir calcular com relativa precisão a velocidade do vento no alvo. Sobre busca, aquisição e transferência de objetivos, as capacidades proporcionadas pelos equipamentos de cada uma das versões comparadas são muito distintas.

  

O Leopard 1 A5 utiliza ainda a ultrapassada luneta TRP, que é manual, tanto o giro quanto o mecanismo para acoplamento ao canhão, e não pode ser utilizada com o CC em movimento, sob pena de queimá-la. A transferência de objetivos é realizada manualmente.

  

O 2 A4 utiliza o periscópio Peri R-17, com estabilização independente do EMES, o que permite ao comandante realizar buscas mais precisas. Bem mais moderno, possui o Integrador, que permite acelerar o giro do periscópio ou ainda imprimir uma velocidade de giro constante e automática. A transferência de objetivos é realizada com um simples apertar de botão.

  

Em relação ao poder de fogo, o Leopard 2 A4 tem a capacidade de disparar a distâncias mais longas e com maior poder de penetração, mas o 1 A5 é mais preciso e tem uma melhor cadência de tiro, mesmo com a necessidade de descartar os estojos deflagrados. O sistema de controle de fogo de ambas as versões não apresenta diferenças significativas ou que possam influenciar no tempo de engajamento, mas a capacidade de busca, aquisição e transferência de objetivos é muito maior no 2 A4.

  

COMUNICAÇÕES

  

Ter comunicações amplas e flexíveis é outra característica necessária à tropa blindada. O Leopard 1 A5 possui equipamento rádio israelense com sinal criptografado, já o 2 A4, além do sinal criptografado, possui rádio israelense com salto de frequência, sinal GPS e com um Sistema de Gerenciamento do Campo de Batalha, que permite ao Cmt SU verificar a posição de suas VBC, as medidas de coordenação e controle da manobra e as atualizações em tempo real a respeito de qualquer fator que influencie no combate. Neste aspecto, outra vantagem para a versão da família 2.

  

CONCLUSÃO

  

Da análise dos aspectos comparados entre as VBC CC Leopard 1 A5 e 2 A4, pode-se concluir que:

  

A versão 2 possui maior proteção blindada.

  

A mobilidade de ambas as versões é muito boa. O 2 A4 tem melhor relação peso/potência e pressão sobre o solo. O 1A5 tem melhor trafegabilidade, principalmente considerando as estradas não pavimentadas e pontes.

  

Apesar do 1 A5 ser mais preciso e ter uma melhor cadência de tiro, o poder de fogo do 2 A4 é maior por causa de seu calibre, que lhe permite disparar a distâncias mais longas com maior poder de penetração e de sua grande capacidade de busca, aquisição e transferência de objetivos.

  

 O Leopard 2 A4 possui equipamentos de comunicações com uma maior capacidade.

  

Levando em consideração nossas hipóteses de emprego, o teatro de operações onde se desenvolveriam os combates e nossas possíveis ameaças acredita-se que o conflito se caracterizaria por combates a curtas distâncias e contra um inimigo com menor poder relativo de combate.

  

Dadas a estas características, o Leopard 1 A5, ainda que inferior ao 2 A4, teria suficiente mobilidade e proteção blindada.

  

Mas é conveniente ressaltar que em combates a curtas distâncias os fatores preponderantes para o êxito na missão são a necessidade de aquisição rápida de objetivos e a capacidade em estabelecer e monitorar setores de observação e, portanto, o Leopard 1 A5, no aspecto poder de fogo, teria uma enorme desvantagem em relação ao 2 A4, mesmo sendo mais preciso e com melhor cadência de tiro.

  

Finalizando, os dois carros de combate pertencem à mesma família e são dotados de um sistema de controle de fogo muito similar, por isso nossas tripulações estariam em condições de serem rapidamente adaptadas a operar a VBC Leopard 2 A4, caso haja futuras aquisições.